JP2536706B2 - レ―ザ―発振装置 - Google Patents
レ―ザ―発振装置Info
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- laser
- casing
- lamp
- excitation
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
- H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
- H01S3/0931—Imaging pump cavity, e.g. elliptical
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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Landscapes
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー発振装置に係
り、特に、ロッド等の光軸線上の間隔を狭めることによ
って発振効率を向上させる技術に関するものである。
り、特に、ロッド等の光軸線上の間隔を狭めることによ
って発振効率を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｄ・ＹＡＧ等のロッドタイプの固体レ
ーザーにおいては、大出力化を図るために、図９に示す
ように、離間した位置で対向するリヤミラー１及び出力
ミラー２の間に、複数のレーザー光発生用ロッド（以
下、ロッドと略す）３を同一光軸線Ｂ上にカスケードに
配列することが行なわれる。
ーザーにおいては、大出力化を図るために、図９に示す
ように、離間した位置で対向するリヤミラー１及び出力
ミラー２の間に、複数のレーザー光発生用ロッド（以
下、ロッドと略す）３を同一光軸線Ｂ上にカスケードに
配列することが行なわれる。
【０００３】また、図１０に示すように、ロッド３の側
方には、励起光を発生させるアークランプ等の適宜数の
励起ランプ４が配され、該励起ランプ４の回りには、励
起光を反射してロッド３に集中照射するための反射筒５
が配されている。そして、複数のロッド３に、それぞれ
励起光を当てることによってレーザー光を発生させると
ともに、両ミラー１，２の間で往復させ、発振状態とす
るものである。なお、図１０において、符号６はロッド
ホルダー、７は電極、８はランプホルダーである。
方には、励起光を発生させるアークランプ等の適宜数の
励起ランプ４が配され、該励起ランプ４の回りには、励
起光を反射してロッド３に集中照射するための反射筒５
が配されている。そして、複数のロッド３に、それぞれ
励起光を当てることによってレーザー光を発生させると
ともに、両ミラー１，２の間で往復させ、発振状態とす
るものである。なお、図１０において、符号６はロッド
ホルダー、７は電極、８はランプホルダーである。
【０００４】一方、レーザー発振装置では、励起エネル
ギーによって、ロッド３が加熱されてその温度が高くな
るために、熱膨張差の発生や内部応力による屈折率の変
化等に基づいて、光学的に凸レンズの性質を持つ熱レン
ズ効果と呼ばれる現象が起こり易い。このため、ロッド
３の間のレーザー光のパスと光軸線Ｂとの平行状態が崩
れ、レーザー発生用ロッド３の内部の発振に寄与する体
積、レーザー体積が減少する傾向を示して、発振効率が
低下し易くなる。
ギーによって、ロッド３が加熱されてその温度が高くな
るために、熱膨張差の発生や内部応力による屈折率の変
化等に基づいて、光学的に凸レンズの性質を持つ熱レン
ズ効果と呼ばれる現象が起こり易い。このため、ロッド
３の間のレーザー光のパスと光軸線Ｂとの平行状態が崩
れ、レーザー発生用ロッド３の内部の発振に寄与する体
積、レーザー体積が減少する傾向を示して、発振効率が
低下し易くなる。
【０００５】従来、ロッド３の両端面３ａにあっては、
発振効率の低下を防止するために、熱レンズ効果を見越
して、例えば長さが１５２ｍｍ、直径が８ｍｍ程度のロ
ッド３の場合で、曲率半径が−２ｍないし−１ｍとなる
ように、予め凹面加工を施しておいて、発振効率を高め
るようにしている。
発振効率の低下を防止するために、熱レンズ効果を見越
して、例えば長さが１５２ｍｍ、直径が８ｍｍ程度のロ
ッド３の場合で、曲率半径が−２ｍないし−１ｍとなる
ように、予め凹面加工を施しておいて、発振効率を高め
るようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０に示し
た従来例のレーザー発振装置であると、その起動初期に
は、ロッド３の温度が熱レンズ効果が生じる温度まで高
くなっていないため、ロッド３における端面の凹レンズ
効果が機能して、発生したレーザー光が外部に分散し易
く、発振状態に至るまでに大きな励起エネルギーを必要
としてそのしきい値が高くなり、起動性が損われる原因
となる。この起動性の改良及び前述の発振効率の向上の
ためには、図９に示すように、ロッド−ミラー間距離Ｌ
1 ，Ｌ2 よりもロッド−ロッド間距離ＬR を小さくする
と効果的であるが、そのためには、外方に突出している
ロッドホルダー６及びランプホルダー８の長さを低減す
ることが必要である。このうち、ロッドホルダー６は短
くできる可能性があるものの、ランプホルダー８は、電
極７の長さと拘わって短くすることが技術的に困難であ
る。
た従来例のレーザー発振装置であると、その起動初期に
は、ロッド３の温度が熱レンズ効果が生じる温度まで高
くなっていないため、ロッド３における端面の凹レンズ
効果が機能して、発生したレーザー光が外部に分散し易
く、発振状態に至るまでに大きな励起エネルギーを必要
としてそのしきい値が高くなり、起動性が損われる原因
となる。この起動性の改良及び前述の発振効率の向上の
ためには、図９に示すように、ロッド−ミラー間距離Ｌ
1 ，Ｌ2 よりもロッド−ロッド間距離ＬR を小さくする
と効果的であるが、そのためには、外方に突出している
ロッドホルダー６及びランプホルダー８の長さを低減す
ることが必要である。このうち、ロッドホルダー６は短
くできる可能性があるものの、ランプホルダー８は、電
極７の長さと拘わって短くすることが技術的に困難であ
る。
【０００７】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、発振開始までの励起エネルギー供給量のしき
い値を小さくして起動性を高めること、発振効率を向
上させること、大出力化を容易にすること、装置全
体の小型化を可能とすること等を目的としている。
もので、発振開始までの励起エネルギー供給量のしき
い値を小さくして起動性を高めること、発振効率を向
上させること、大出力化を容易にすること、装置全
体の小型化を可能とすること等を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
複数の手段を提案している。同一光軸線上に、離間した
位置で対向するリヤミラー及び出力ミラーと、両ミラー
の間に介在状態のレーザー光発生用ロッドとを配してな
るレーザー発振装置として、レーザー光発生用ロッドと
平行状態に、レーザー光発生用ロッドに励起光を照射す
る励起ランプが配設され、レーザー光発生用ロッドの端
部に励起ランプの電極を覆うランプホルダーよりも突出
量の少ないロッドホルダーが配され、レーザー光発生用
ロッドと励起ランプとが共通のケーシングの内部に収納
され、該ケーシングの外側面の中央部に、幅寸法を小さ
くした窪部が長さ方向に沿って配され、レーザー光発生
用ロッド中心から窪部の底面までの寸法が、レーザー光
発生用ロッド中心とランプホルダーとの対向寸法より小
さく設定される構成が採用される。ケーシングの内面
に、レーザービームを反射する反射面が一体に配され
る。リヤミラー及び出力ミラーの間には、複数のレーザ
ー光発生用ロッドがカスケード配列状態に配置される構
成が採用される。ケーシングの両外側面の中央部には、
幅寸法を小さくした窪部が長さ方向に沿って配されると
ともに、該窪部に、同一光軸線上に隣接するレーザー光
発生用ロッドに励起光を照射する励起ランプの電極が、
前記光軸の周方向に角度を１８０度変えて配置される構
成が採用される。窪部にあっては、同じ大きさの二つの
楕円を長径方向に一部重畳させた横断面形状をなすケー
シングの両外側面の中央部に形成される構成が採用され
る。ケーシングの部分にあっては、レーザー光発生用ロ
ッドを囲むロッド部ケーシングと、該ロッド部ケーシン
グの両側に配され励起ランプを囲む一対のランプ部ケー
シングと、ロッド部ケーシングの開口端部に取り付けら
れロッドホルダーの部分を突出させた状態に支持するロ
ッド部エンドプレートと、該ロッド部エンドプレートの
両側及びランプ部ケーシングの開口端部に取り付けられ
ランプホルダーの部分を突出させた状態に支持するラン
プ部エンドプレートとを具備するとともに、窪部が、ロ
ッド部ケーシング及びロッド部エンドプレートの外側面
を切欠することによって形成される構成が採用される。
同一光軸線上に、離間した位置で対向するリヤミラー及
び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状態のレーザー光
発生用ロッドとを配してなるレーザー発振装置の他の技
術として、レーザー光発生用ロッドと平行状態に、レー
ザー光発生用ロッドに励起光を照射する励起ランプが配
設され、レーザー光発生用ロッドの端部に励起ランプの
電極を覆うランプホルダーよりも突出量の少ないロッド
ホルダーが配され、ケーシングの内部に、１本のレーザ
ー光発生用ロッドと１個の励起ランプとが配されるとと
もに、ランプホルダーがケーシングの外方に突出状態に
配され、ロッドホルダーがランプホルダーよりも短くな
るように設定され、長さ方向に隣接する二つのケーシン
グの向きを、１８０度ずらすことにより、同一の光軸線
上に隣接する二つのレーザー光発生用ロッドがカスケー
ド配列状態に配置される構成が採用される。
複数の手段を提案している。同一光軸線上に、離間した
位置で対向するリヤミラー及び出力ミラーと、両ミラー
の間に介在状態のレーザー光発生用ロッドとを配してな
るレーザー発振装置として、レーザー光発生用ロッドと
平行状態に、レーザー光発生用ロッドに励起光を照射す
る励起ランプが配設され、レーザー光発生用ロッドの端
部に励起ランプの電極を覆うランプホルダーよりも突出
量の少ないロッドホルダーが配され、レーザー光発生用
ロッドと励起ランプとが共通のケーシングの内部に収納
され、該ケーシングの外側面の中央部に、幅寸法を小さ
くした窪部が長さ方向に沿って配され、レーザー光発生
用ロッド中心から窪部の底面までの寸法が、レーザー光
発生用ロッド中心とランプホルダーとの対向寸法より小
さく設定される構成が採用される。ケーシングの内面
に、レーザービームを反射する反射面が一体に配され
る。リヤミラー及び出力ミラーの間には、複数のレーザ
ー光発生用ロッドがカスケード配列状態に配置される構
成が採用される。ケーシングの両外側面の中央部には、
幅寸法を小さくした窪部が長さ方向に沿って配されると
ともに、該窪部に、同一光軸線上に隣接するレーザー光
発生用ロッドに励起光を照射する励起ランプの電極が、
前記光軸の周方向に角度を１８０度変えて配置される構
成が採用される。窪部にあっては、同じ大きさの二つの
楕円を長径方向に一部重畳させた横断面形状をなすケー
シングの両外側面の中央部に形成される構成が採用され
る。ケーシングの部分にあっては、レーザー光発生用ロ
ッドを囲むロッド部ケーシングと、該ロッド部ケーシン
グの両側に配され励起ランプを囲む一対のランプ部ケー
シングと、ロッド部ケーシングの開口端部に取り付けら
れロッドホルダーの部分を突出させた状態に支持するロ
ッド部エンドプレートと、該ロッド部エンドプレートの
両側及びランプ部ケーシングの開口端部に取り付けられ
ランプホルダーの部分を突出させた状態に支持するラン
プ部エンドプレートとを具備するとともに、窪部が、ロ
ッド部ケーシング及びロッド部エンドプレートの外側面
を切欠することによって形成される構成が採用される。
同一光軸線上に、離間した位置で対向するリヤミラー及
び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状態のレーザー光
発生用ロッドとを配してなるレーザー発振装置の他の技
術として、レーザー光発生用ロッドと平行状態に、レー
ザー光発生用ロッドに励起光を照射する励起ランプが配
設され、レーザー光発生用ロッドの端部に励起ランプの
電極を覆うランプホルダーよりも突出量の少ないロッド
ホルダーが配され、ケーシングの内部に、１本のレーザ
ー光発生用ロッドと１個の励起ランプとが配されるとと
もに、ランプホルダーがケーシングの外方に突出状態に
配され、ロッドホルダーがランプホルダーよりも短くな
るように設定され、長さ方向に隣接する二つのケーシン
グの向きを、１８０度ずらすことにより、同一の光軸線
上に隣接する二つのレーザー光発生用ロッドがカスケー
ド配列状態に配置される構成が採用される。
【０００９】
【作用】ロッドホルダーの突出量を少なくすることによ
って、その分だけリヤミラーと出力ミラーとの間隔が減
少し、レーザー発振距離の低減により起動性が高められ
る。ケーシングの内部にレーザー光発生用ロッドと励起
ランプとが収納されることにより、装置全体の小型化が
行なわれる。ケーシングの外側面の中央部に、窪部を配
してケーシングの幅寸法を狭めた状態とすることによ
り、窪部にランプホルダーが組み合わせられて、装置全
体の小型化が図られるとともに、隣接するレーザー光発
生用ロッドが、同一光軸線上に配されて、ロッド間隔が
小さく設定され、レーザー光の拡散や熱レンズ効果の影
響が少なくなり、ロッド間の結合損失が低下し、かつ、
大出力化が図られる。隣り合う励起ランプの電極が、光
軸線を中心とする周方向にずれた配置となると、外方に
突出する部分が相互に干渉することがなく、光軸線方向
の寸法低減性が生じるとともに、複数の励起ランプが周
方向に配されることにより、周方向の光量が平均化する
ため、出力されるレーザー光のビーム品質の向上も合わ
せて図ることができる。ケーシングの内面に、励起ラン
プの光を反射する反射面を設けることにより、装置のコ
ンパクト化が図られる。
って、その分だけリヤミラーと出力ミラーとの間隔が減
少し、レーザー発振距離の低減により起動性が高められ
る。ケーシングの内部にレーザー光発生用ロッドと励起
ランプとが収納されることにより、装置全体の小型化が
行なわれる。ケーシングの外側面の中央部に、窪部を配
してケーシングの幅寸法を狭めた状態とすることによ
り、窪部にランプホルダーが組み合わせられて、装置全
体の小型化が図られるとともに、隣接するレーザー光発
生用ロッドが、同一光軸線上に配されて、ロッド間隔が
小さく設定され、レーザー光の拡散や熱レンズ効果の影
響が少なくなり、ロッド間の結合損失が低下し、かつ、
大出力化が図られる。隣り合う励起ランプの電極が、光
軸線を中心とする周方向にずれた配置となると、外方に
突出する部分が相互に干渉することがなく、光軸線方向
の寸法低減性が生じるとともに、複数の励起ランプが周
方向に配されることにより、周方向の光量が平均化する
ため、出力されるレーザー光のビーム品質の向上も合わ
せて図ることができる。ケーシングの内面に、励起ラン
プの光を反射する反射面を設けることにより、装置のコ
ンパクト化が図られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係るレーザー発振装置の第１
実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。
実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１１】該第１実施例では、図９で示した例と同様
に、同一の光軸線Ｂ上において、離間した位置で対向す
るリヤミラー１と出力ミラー２との間に、複数のロッド
３を介在状態に配置しているが、これらに以下の技術が
付加される。つまり、図１及び図２に示すように、１本
のロッド３と２個の励起ランプ４とを囲んで発振用キャ
ビティを形成するためのケーシング１１が採用され、か
つ、ロッドホルダー６がランプホルダー８よりも短く設
定される。
に、同一の光軸線Ｂ上において、離間した位置で対向す
るリヤミラー１と出力ミラー２との間に、複数のロッド
３を介在状態に配置しているが、これらに以下の技術が
付加される。つまり、図１及び図２に示すように、１本
のロッド３と２個の励起ランプ４とを囲んで発振用キャ
ビティを形成するためのケーシング１１が採用され、か
つ、ロッドホルダー６がランプホルダー８よりも短く設
定される。
【００１２】前記ケーシング１１は、ステンレス鋼等の
金属材料やセラミックス材料等によって、レーザー光発
生用ロッド３とその両側に離間した状態の一対の励起ラ
ンプ４とを収納するための中空部が形成されるととも
に、その内面に、光線の反射率を高めるための金コーテ
ィング等を施すか、あるいは反射率の高い薄板を一体に
貼付する等によって、前述の反射筒の機能を有する反射
面５が一体に形成される。かつ、ケーシング１１の外側
部には、図３に示すように、一対のランプホルダー８の
側方間隔Ｇよりも外側寸法Ｗを狭めた状態の窪部１２が
形成される。
金属材料やセラミックス材料等によって、レーザー光発
生用ロッド３とその両側に離間した状態の一対の励起ラ
ンプ４とを収納するための中空部が形成されるととも
に、その内面に、光線の反射率を高めるための金コーテ
ィング等を施すか、あるいは反射率の高い薄板を一体に
貼付する等によって、前述の反射筒の機能を有する反射
面５が一体に形成される。かつ、ケーシング１１の外側
部には、図３に示すように、一対のランプホルダー８の
側方間隔Ｇよりも外側寸法Ｗを狭めた状態の窪部１２が
形成される。
【００１３】前記ロッドホルダー６は、図２に示すよう
に、長さを短くしてランプホルダー８よりも長手方向の
突出量を少なくするように設定される。
に、長さを短くしてランプホルダー８よりも長手方向の
突出量を少なくするように設定される。
【００１４】レーザー発振装置を組み付ける場合には、
図１に示すように、ケーシング１１の向きを９０度ずら
して、ケーシング１１における窪部１２に、同型のケー
シング１１から長手方向に突出している電極７及びこれ
を収納しているランプホルダー８を配し、図２において
実線及び破線で示すように、ロッドホルダー６を近接状
態とすると、同一の光軸線Ｂ上にロッド３がカスケード
配列された状態となる。
図１に示すように、ケーシング１１の向きを９０度ずら
して、ケーシング１１における窪部１２に、同型のケー
シング１１から長手方向に突出している電極７及びこれ
を収納しているランプホルダー８を配し、図２において
実線及び破線で示すように、ロッドホルダー６を近接状
態とすると、同一の光軸線Ｂ上にロッド３がカスケード
配列された状態となる。
【００１５】このような構造であると、電極７及びラン
プホルダー８の隣接する部分が、長手方向に干渉し合う
ことがないので、ロッドホルダー６を短くした分が、ロ
ッド３の間隔の減少に直接結び付くものとなる。
プホルダー８の隣接する部分が、長手方向に干渉し合う
ことがないので、ロッドホルダー６を短くした分が、ロ
ッド３の間隔の減少に直接結び付くものとなる。
【００１６】ロッド３の間隔が小さくなると、起動初期
のようにロッド３の温度が比較的低く、端面の凹レンズ
効果の影響が熱レンズ効果の影響よりも大きい場合は、
隣接するロッド３の端面から外れるレーザー光量が少な
くなり、励起光エネルギーの発振開始しきい値が下がる
ものとなる。そして、レーザー光の分散が抑制されるた
めに、発振効率が向上する。
のようにロッド３の温度が比較的低く、端面の凹レンズ
効果の影響が熱レンズ効果の影響よりも大きい場合は、
隣接するロッド３の端面から外れるレーザー光量が少な
くなり、励起光エネルギーの発振開始しきい値が下がる
ものとなる。そして、レーザー光の分散が抑制されるた
めに、発振効率が向上する。
【００１７】定常運転時等のように、端面の凹レンズ効
果の影響よりも、熱レンズ効果の影響が大きくなった場
合には、レーザー光が絞られてレーザー体積が小さくな
り易いが、ロッド３の間隔が小さくなる分だけ、レーザ
ー体積の減少による影響が軽減され、発振効率が向上し
て高い出力が得られるものとなる。
果の影響よりも、熱レンズ効果の影響が大きくなった場
合には、レーザー光が絞られてレーザー体積が小さくな
り易いが、ロッド３の間隔が小さくなる分だけ、レーザ
ー体積の減少による影響が軽減され、発振効率が向上し
て高い出力が得られるものとなる。
【００１８】また、凹レンズ効果が影響している場合の
レーザー光の分散抑制、熱レンズ効果が影響している場
合のレーザー体積の減少抑制が働くと、入出力特性の直
線性（つまり、入力した励起光エネルギー量とレーザー
光出力とが比例関係等によって増減する場合の対応性）
が改良され、レーザー光の出力量の調整が容易になる。
レーザー光の分散抑制、熱レンズ効果が影響している場
合のレーザー体積の減少抑制が働くと、入出力特性の直
線性（つまり、入力した励起光エネルギー量とレーザー
光出力とが比例関係等によって増減する場合の対応性）
が改良され、レーザー光の出力量の調整が容易になる。
【００１９】図４は、本発明に係るレーザー発振装置の
第２実施例を示すものである。該第２実施例では、ケー
シング１１の内部に、前述例に準じて１本のロッド３と
１個の励起ランプ４とが配されるとともに、ランプホル
ダー８がケーシング１１の外方に突出状態に配され、ロ
ッドホルダー６がランプホルダー８よりも短くなるよう
に設定される。そして、図３例に準じて、レーザー光発
生用ロッド３の中心から窪部１２の底面までの寸法（Ｗ
／２）が、レーザー光発生用ロッド３の中心とランプホ
ルダー８との対向寸法（Ｇ／２）より小さく設定され
る。したがって、二つのケーシング１１の向きを、例え
ば１８０度ずらすことにより、同一の光軸線Ｂ上に隣接
する二つのロッド３がカスケード配列される。この例に
あっても、図１ないし図３に示した第１実施例と同様
に、ロッド３の間隔の減少によるしきい値の引き下げ、
発振効率の向上、レーザー光出力の向上、入出力特性の
直線性の改善等が得られる。
第２実施例を示すものである。該第２実施例では、ケー
シング１１の内部に、前述例に準じて１本のロッド３と
１個の励起ランプ４とが配されるとともに、ランプホル
ダー８がケーシング１１の外方に突出状態に配され、ロ
ッドホルダー６がランプホルダー８よりも短くなるよう
に設定される。そして、図３例に準じて、レーザー光発
生用ロッド３の中心から窪部１２の底面までの寸法（Ｗ
／２）が、レーザー光発生用ロッド３の中心とランプホ
ルダー８との対向寸法（Ｇ／２）より小さく設定され
る。したがって、二つのケーシング１１の向きを、例え
ば１８０度ずらすことにより、同一の光軸線Ｂ上に隣接
する二つのロッド３がカスケード配列される。この例に
あっても、図１ないし図３に示した第１実施例と同様
に、ロッド３の間隔の減少によるしきい値の引き下げ、
発振効率の向上、レーザー光出力の向上、入出力特性の
直線性の改善等が得られる。
【００２０】次いで、図５ないし図８に基づき、本発明
に係るレーザー発振装置の第３実施例を説明する。該第
３実施例にあっては、図５ないし図８に示すように、ケ
ーシング１１の部分が、複数に分割された部品を埋め込
みボルト等による締結や接着によって組み立てた構造を
採用している。即ち、ケーシング１１は、レーザー光発
生用ロッド３を囲むロッド部ケーシング１１ａと、該ロ
ッド部ケーシング１１ａの両側に配され励起ランプ４を
囲む一対のランプ部ケーシング１１ｂと、ロッド部ケー
シング１１ａの開口端部に取り付けられロッドホルダー
６の部分を突出させた状態に支持するロッド部エンドプ
レート１１ｃと、該ロッド部エンドプレート１１ｃの両
側及びランプ部ケーシング１１ｂの開口端部に取り付け
られランプホルダー８の部分を突出させた状態に支持す
るランプ部エンドプレート１１ｄと、図５及び図６に示
すようにロッド部ケーシング１１ａ及びロッド部エンド
プレート１１ｃとランプ部ケーシング１１ｂ及びランプ
部エンドプレート１１ｄとの接合面に配され密封構造と
するためのシール部材１１ｅとを具備する構造であり、
内面には反射面５が形成される。この例では、分解及び
組立作業性の向上が図られるとともに、第１実施例等と
同様に、ロッド３の間隔の減少によるしきい値の引き下
げ、発振効率の向上、レーザー光出力の向上、入出力特
性の直線性の改善等が得られる。
に係るレーザー発振装置の第３実施例を説明する。該第
３実施例にあっては、図５ないし図８に示すように、ケ
ーシング１１の部分が、複数に分割された部品を埋め込
みボルト等による締結や接着によって組み立てた構造を
採用している。即ち、ケーシング１１は、レーザー光発
生用ロッド３を囲むロッド部ケーシング１１ａと、該ロ
ッド部ケーシング１１ａの両側に配され励起ランプ４を
囲む一対のランプ部ケーシング１１ｂと、ロッド部ケー
シング１１ａの開口端部に取り付けられロッドホルダー
６の部分を突出させた状態に支持するロッド部エンドプ
レート１１ｃと、該ロッド部エンドプレート１１ｃの両
側及びランプ部ケーシング１１ｂの開口端部に取り付け
られランプホルダー８の部分を突出させた状態に支持す
るランプ部エンドプレート１１ｄと、図５及び図６に示
すようにロッド部ケーシング１１ａ及びロッド部エンド
プレート１１ｃとランプ部ケーシング１１ｂ及びランプ
部エンドプレート１１ｄとの接合面に配され密封構造と
するためのシール部材１１ｅとを具備する構造であり、
内面には反射面５が形成される。この例では、分解及び
組立作業性の向上が図られるとともに、第１実施例等と
同様に、ロッド３の間隔の減少によるしきい値の引き下
げ、発振効率の向上、レーザー光出力の向上、入出力特
性の直線性の改善等が得られる。
【００２１】＜他の実施態様＞ 本発明にあっては、前述した実施例に代えて、次の技術
を採用することができる。 励起ランプ４の数を任意に設定すること。 隣接する励起ランプ４の位置について電極７及びラン
プホルダー８が相互に干渉しない程度に、周方向に任意
角度で配設されること。 ロッド３がＮｄ，ＹＬＦ等の固体レーザーであるこ
と。 ロッド３を複数の任意数とすること。
を採用することができる。 励起ランプ４の数を任意に設定すること。 隣接する励起ランプ４の位置について電極７及びラン
プホルダー８が相互に干渉しない程度に、周方向に任意
角度で配設されること。 ロッド３がＮｄ，ＹＬＦ等の固体レーザーであるこ
と。 ロッド３を複数の任意数とすること。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係るレーザー発振装置にあって
は、以下の効果を奏する。 （１） 同一光軸線上に、リヤミラー、出力ミラー及び
レーザー光発生用ロッドが配され、レーザー光発生用ロ
ッドと平行状態に、レーザー光発生用ロッドに励起光を
照射する励起ランプが配設され、レーザー光発生用ロッ
ドの端部に励起ランプの電極を覆うランプホルダーより
も突出量の少ないロッドホルダーが配される構成を採用
することにより、ロッドホルダーの突出量の低減によっ
て、リヤミラーと出力ミラーとの間隔が減少し、レーザ
ー発振時の起動性を向上させることができる。 （２） 複数のレーザー光発生用ロッドをカスケード配
列とする場合にあっては、ランプホルダーを周方向にず
らすことにより、レーザー光発生用ロッドの相互間隔が
小さくなって、ロッド端部の凹面による影響が熱レンズ
効果の影響より大きい時にあっても、レーザーの分散を
減少させて起動時のしきい値の引き下げを行なうことが
できる。 （３） 上記により、熱レンズ効果に起因するレーザー
体積の減少を抑制し、高い発振効率を得てレーザー光出
力を増大させることができる。 （４） ロッド端部の凹面による凹レンズ効果が影響し
ている場合のレーザー光の分散抑制と、熱レンズ効果が
影響している場合のレーザー体積の減少抑制とによっ
て、入出力特性の直線性が改良され、レーザー光の出力
調整を容易にすることができる。 （５） レーザー光発生用ロッドと励起ランプとが共通
のケーシングの内部に収納される構成を採用することに
より、ケーシングの内部にレーザー光発生用ロッドと励
起ランプとが収納されることにより、装置全体の小型化
を行なうことができる。 （６） ケーシングの内面に、レーザービームを反射す
る反射面が一体に配される構成を採用することにより、
ケーシングの内部に励起ランプを収納することによって
光源と反射面との位置の設定が行なわれ、レーザー起動
及び発振状態の保持を行なうことができる。 （７） ケーシングの外側面に窪部が配され、レーザー
光発生用ロッド中心から窪部の底面までの寸法が、レー
ザー光発生用ロッド中心とランプホルダーとの対向寸法
より小さく設定される構成を採用しているから、ケーシ
ングの外側寸法の低減により小型化を図り、かつ、同型
の発振部の組み合わせ性を向上させることができる。 （８） リヤミラー及び出力ミラーの間に、複数のレー
ザー光発生用ロッドがカスケード配列状態に配置される
構成を採用することにより、隣接するレーザー光発生用
ロッドの間隔が小さく設定されて、レーザー光の拡散や
熱レンズ効果の影響が少なくなり、安定したレーザービ
ームを得ることができる。 （９） 上記により、ロッド間の結合損失が低下し、か
つ、複数のレーザー光発生用ロッドによる大出力化を図
ることができる。 (１０） レーザー光発生用ロッドに励起光を照射する
励起ランプの電極が、光軸の周方向に角度を変えて配設
される構成を採用することにより、隣り合う励起ランプ
の電極が周方向にずれて、外方に突出する励起ランプの
電極等の部分が相互に干渉することがなく、装置全体を
短くすることができる。 （１１） 複数の励起ランプを周方向に配することによ
り、周方向の光量の平均化を図ることができる。 （１２） 窪部に、同一光軸線上にランプホルダーが配
設される構成を採用することにより、ケーシングの窪部
に、ランプホルダーが収容された状態となって、装置全
体の小型化を達成することができる。
は、以下の効果を奏する。 （１） 同一光軸線上に、リヤミラー、出力ミラー及び
レーザー光発生用ロッドが配され、レーザー光発生用ロ
ッドと平行状態に、レーザー光発生用ロッドに励起光を
照射する励起ランプが配設され、レーザー光発生用ロッ
ドの端部に励起ランプの電極を覆うランプホルダーより
も突出量の少ないロッドホルダーが配される構成を採用
することにより、ロッドホルダーの突出量の低減によっ
て、リヤミラーと出力ミラーとの間隔が減少し、レーザ
ー発振時の起動性を向上させることができる。 （２） 複数のレーザー光発生用ロッドをカスケード配
列とする場合にあっては、ランプホルダーを周方向にず
らすことにより、レーザー光発生用ロッドの相互間隔が
小さくなって、ロッド端部の凹面による影響が熱レンズ
効果の影響より大きい時にあっても、レーザーの分散を
減少させて起動時のしきい値の引き下げを行なうことが
できる。 （３） 上記により、熱レンズ効果に起因するレーザー
体積の減少を抑制し、高い発振効率を得てレーザー光出
力を増大させることができる。 （４） ロッド端部の凹面による凹レンズ効果が影響し
ている場合のレーザー光の分散抑制と、熱レンズ効果が
影響している場合のレーザー体積の減少抑制とによっ
て、入出力特性の直線性が改良され、レーザー光の出力
調整を容易にすることができる。 （５） レーザー光発生用ロッドと励起ランプとが共通
のケーシングの内部に収納される構成を採用することに
より、ケーシングの内部にレーザー光発生用ロッドと励
起ランプとが収納されることにより、装置全体の小型化
を行なうことができる。 （６） ケーシングの内面に、レーザービームを反射す
る反射面が一体に配される構成を採用することにより、
ケーシングの内部に励起ランプを収納することによって
光源と反射面との位置の設定が行なわれ、レーザー起動
及び発振状態の保持を行なうことができる。 （７） ケーシングの外側面に窪部が配され、レーザー
光発生用ロッド中心から窪部の底面までの寸法が、レー
ザー光発生用ロッド中心とランプホルダーとの対向寸法
より小さく設定される構成を採用しているから、ケーシ
ングの外側寸法の低減により小型化を図り、かつ、同型
の発振部の組み合わせ性を向上させることができる。 （８） リヤミラー及び出力ミラーの間に、複数のレー
ザー光発生用ロッドがカスケード配列状態に配置される
構成を採用することにより、隣接するレーザー光発生用
ロッドの間隔が小さく設定されて、レーザー光の拡散や
熱レンズ効果の影響が少なくなり、安定したレーザービ
ームを得ることができる。 （９） 上記により、ロッド間の結合損失が低下し、か
つ、複数のレーザー光発生用ロッドによる大出力化を図
ることができる。 (１０） レーザー光発生用ロッドに励起光を照射する
励起ランプの電極が、光軸の周方向に角度を変えて配設
される構成を採用することにより、隣り合う励起ランプ
の電極が周方向にずれて、外方に突出する励起ランプの
電極等の部分が相互に干渉することがなく、装置全体を
短くすることができる。 （１１） 複数の励起ランプを周方向に配することによ
り、周方向の光量の平均化を図ることができる。 （１２） 窪部に、同一光軸線上にランプホルダーが配
設される構成を採用することにより、ケーシングの窪部
に、ランプホルダーが収容された状態となって、装置全
体の小型化を達成することができる。
【図１】本発明に係るレーザー発振装置の第１実施例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】図１におけるロッドホルダー及びランプホルダ
ーの部分の正断面図である。
ーの部分の正断面図である。
【図３】本発明に係るレーザー発振装置の第１実施例を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図４】本発明に係るレーザー発振装置の第２実施例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図５】本発明に係るレーザー発振装置の第３実施例に
おけるケーシング部分の正断面図である。
おけるケーシング部分の正断面図である。
【図６】図５のケーシングにおけるランプ部ケーシング
及びランプ部エンドプレート部分の平面図である。
及びランプ部エンドプレート部分の平面図である。
【図７】図５のケーシングにおけるロッド部エンドプレ
ート及びランプ部エンドプレート部分の側面図である。
ート及びランプ部エンドプレート部分の側面図である。
【図８】図５のケーシングにおけるロッド部ケーシング
及びランプ部ケーシング部分の側面図である。
及びランプ部ケーシング部分の側面図である。
【図９】レーザー発振装置の結合構造例を示す正面図で
ある。
ある。
【図１０】レーザー発振装置におけるロッドホルダー及
びランプホルダーの部分の従来例を示す正断面図であ
る。
びランプホルダーの部分の従来例を示す正断面図であ
る。
１ リヤミラー ２ 出力ミラー ３ レーザー光発生用ロッド（ロッド） ４ 励起ランプ ５ 反射筒（反射面） ６ ロッドホルダー ７ 電極 ８ ランプホルダー １１ ケーシング １１ａ ロッド部ケーシング １１ｂ ランプ部ケーシング １１ｃ ロッド部エンドプレート １１ｄ ランプ部エンドプレート １１ｅ シール部材 １２ 窪部 Ｂ 光軸線
フロントページの続き (72)発明者 和住 光一郎 東京都江東区豊州三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 西見 昭浩 東京都江東区豊州三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (56)参考文献 実開 昭48−33268（ＪＰ，Ｕ)
Claims (7)
- 【請求項１】 同一光軸線（Ｂ）上に、離間した位置で
対向するリヤミラー（１）及び出力ミラー（２）と、両
ミラーの間に介在状態のレーザー光発生用ロッド（３）
とを配してなるレーザー発振装置であって、レーザー光
発生用ロッドと平行状態に、レーザー光発生用ロッドに
励起光を照射する励起ランプ（４）が配設され、レーザ
ー光発生用ロッドの端部に励起ランプの電極（７）を覆
うランプホルダー（８）よりも突出量の少ないロッドホ
ルダー（６）が配され、レーザー光発生用ロッドと励起
ランプとが共通のケーシング（１１）の内部に収納さ
れ、該ケーシングの外側面の中央部に、幅寸法を小さく
した窪部（１２）が長さ方向に沿って配され、レーザー
光発生用ロッド中心から窪部の底面までの寸法が、レー
ザー光発生用ロッド中心とランプホルダーとの対向寸法
より小さく設定されることを特徴とするレーザー発振装
置。 - 【請求項２】 ケーシング（１１）の内面に、レーザー
ビームを反射する反射面（５）が一体に配されることを
特徴とする請求項１記載のレーザー発振装置。 - 【請求項３】 リヤミラー（１)及び出力ミラー（２）
の間に、複数のレーザー光発生用ロッド（３）がカスケ
ード配列状態に配置されることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のレーザー発振装置。 - 【請求項４】 ケーシング（１１）の両外側面の中央部
に、幅寸法を小さくした窪部（１２）が長さ方向に沿っ
て配されるとともに、該窪部に、同一光軸線上に隣接す
るレーザー光発生用ロッド（３）に励起光を照射する励
起ランプ（４）の電極（７）が、前記光軸の周方向に角
度を１８０度変えて配置されることを特徴とする請求項
１、２または３記載の記載のレーザー発振装置。 - 【請求項５】 窪部（１２）が、同じ大きさの二つの楕
円を長径方向に一部重畳させた横断面形状をなすケーシ
ング（１１）の両外側面の中央部に形成されることを特
徴とする請求項１、２、３または４記載のレーザー発振
装置。 - 【請求項６】 ケーシング（１１）の部分が、レーザー
光発生用ロッド（３）を囲むロッド部ケーシング（１１
ａ）と、該ロッド部ケーシングの両側に配され励起ラン
プ（４）を囲む一対のランプ部ケーシング（１１ｂ）
と、ロッド部ケーシングの開口端部に取り付けられロッ
ドホルダー（６）の部分を突出させた状態に支持するロ
ッド部エンドプレート（１１ｃ）と、該ロッド部エンド
プレートの両側及びランプ部ケーシングの開口端部に取
り付けられランプホルダー８の部分を突出させた状態に
支持するランプ部エンドプレート（１１ｄ）とを具備す
るとともに、窪部（１２）が、ロッド部ケーシング及び
ロッド部エンドプレートの外側面を切欠することによっ
て形成されることを特徴とする請求項１、２、３または
４記載の記載のレーザー発振装置。 - 【請求項７】 同一光軸線（Ｂ）上に、離間した位置で
対向するリヤミラー（１）及び出力ミラー（２）と、両
ミラーの間に介在状態のレーザー光発生用ロッド（３）
とを配してなるレーザー発振装置であって、レーザー光
発生用ロッドと平行状態に、レーザー光発生用ロッドに
励起光を照射する励起ランプ（４）が配設され、レーザ
ー光発生用ロッドの端部に励起ランプの電極（７）を覆
うランプホルダー（８）よりも突出量の少ないロッドホ
ルダー（６）が配され、ケーシングの内部に、１本のレ
ーザー光発生用ロッドと１個の励起ランプとが配される
とともに、ランプホルダーがケーシングの外方に突出状
態に配され、ロッドホルダーがランプホルダーよりも短
くなるように設定され、長さ方向に隣接する二つのケー
シングの向きを、１８０度ずらすことにより、同一の光
軸線（Ｂ）上に隣接する二つのレーザー光発生用ロッド
がカスケード配列状態に配置されることを特徴とするレ
ーザー発振装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4104961A JP2536706B2 (ja) | 1991-09-03 | 1992-04-23 | レ―ザ―発振装置 |
| AU22026/92A AU655305B2 (en) | 1991-09-03 | 1992-08-31 | Laser generation apparatus |
| EP92402379A EP0531199B1 (en) | 1991-09-03 | 1992-09-01 | Laser generation apparatus |
| DE69206535T DE69206535T2 (de) | 1991-09-03 | 1992-09-01 | Laser-Generator-Apparat. |
| US07/939,724 US5289490A (en) | 1991-09-03 | 1992-09-02 | Laser generation apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22315991 | 1991-09-03 | ||
| JP3-223159 | 1991-09-03 | ||
| JP4104961A JP2536706B2 (ja) | 1991-09-03 | 1992-04-23 | レ―ザ―発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152651A JPH05152651A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2536706B2 true JP2536706B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=26445319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4104961A Expired - Lifetime JP2536706B2 (ja) | 1991-09-03 | 1992-04-23 | レ―ザ―発振装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5289490A (ja) |
| EP (1) | EP0531199B1 (ja) |
| JP (1) | JP2536706B2 (ja) |
| AU (1) | AU655305B2 (ja) |
| DE (1) | DE69206535T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5548604A (en) * | 1993-03-19 | 1996-08-20 | Toepel; Michael P. | Compact hand held medical device laser |
| US6647049B1 (en) * | 2002-12-27 | 2003-11-11 | General Atomics | Iodine on-demand system for a chemical laser |
| US6714570B1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-03-30 | General Atomics | Molecular iodine supply system for a chemical laser |
| US6697410B1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-02-24 | General Atomics | Contaminant free iodine supply system |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3283262A (en) * | 1963-05-01 | 1966-11-01 | Bell Telephone Labor Inc | Optical maser operating in the tmon mode |
| US3555449A (en) * | 1966-11-15 | 1971-01-12 | Westinghouse Electric Corp | Liquid cooled laser system |
| DE1614663C3 (de) * | 1967-11-30 | 1974-10-24 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Optischer Sender oder Verstärker (Laser) |
| US3582816A (en) * | 1968-11-05 | 1971-06-01 | Hadron Inc | Laser head construction |
| JPS4833268U (ja) * | 1971-08-24 | 1973-04-21 | ||
| US3891945A (en) * | 1973-09-20 | 1975-06-24 | Us Air Force | Configuration for efficient cooling and excitation of high average power solid state lasers |
| US3992684A (en) * | 1974-01-25 | 1976-11-16 | Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc. | Flashlamp pumped laser device employing fluid material for producing laser beam |
| US4910746A (en) * | 1984-06-14 | 1990-03-20 | Peter Nicholson | Multiple crystal pumping cavity laser with thermal and mechanical isolation |
| US4751716A (en) * | 1986-05-01 | 1988-06-14 | Amada Engineering & Service Co., Inc. | Hollow cylindrical solid state laser medium and a laser system using the medium |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP4104961A patent/JP2536706B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-31 AU AU22026/92A patent/AU655305B2/en not_active Expired
- 1992-09-01 EP EP92402379A patent/EP0531199B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-01 DE DE69206535T patent/DE69206535T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-02 US US07/939,724 patent/US5289490A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU655305B2 (en) | 1994-12-15 |
| DE69206535D1 (de) | 1996-01-18 |
| EP0531199A1 (en) | 1993-03-10 |
| AU2202692A (en) | 1993-03-11 |
| DE69206535T2 (de) | 1996-07-25 |
| EP0531199B1 (en) | 1995-12-06 |
| US5289490A (en) | 1994-02-22 |
| JPH05152651A (ja) | 1993-06-18 |
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